KR101712807B1 - 스테인레스 빔 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스테인레스 재질의 에이치빔 또는 티빔과 같은 빔을 제조하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하면, 에이치빔 또는 티빔의 형태로 가용접된 선형 부재를 인입받아 연결부를 용접하는 용접부 및 용접되는 선형 부재의 플랜지를 가압하여 용접열으로 인하여 휘어지는 플랜지를 평평하게 펼치는 가압부를 포함하여 구성되고, 특히 플랜지의 하부에 위치되는 중앙 하부롤러의 외주면 중앙에 돌출된 만곡부가 형성되어 플랜지를 용이하게 펼칠 수 있는 스테인레스 빔 제조장치에 관한 것이다.
또한 본 발명은 가압부에 구비된 가압롤러 중 하나인 중앙 하부롤러의 외주면에 만곡부가 형성되어, 웨브와 용접된 플랜지를 휘는 방향(연결부 방향)의 반대방향으로 가압하여 플랜지를 평평하게 펼칠 수 있는 효과를 얻을 수 있고; 그 결과 제조된 스테인레스 빔의 플랜지가 오므라짐 없이 평평할 수 있도록 하고, 아울러 스테인레스 빔 전체의 직선도를 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

스테인레스 빔 제조장치{Manufacturing apparatus for stainless beam}
본 발명은 스테인레스 재질의 에이치빔 또는 티빔과 같은 빔을 제조하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하면, 에이치빔 또는 티빔의 형태로 가용접된 선형 부재를 인입받아 연결부를 용접하는 용접부 및 용접된 선형 부재의 플랜지를 가압하여 용접열으로 인하여 휘어지는 플랜지를 평평하게 펼치는 가압부를 포함하여 구성되고, 특히 플랜지의 하부에 위치되는 중앙 하부롤러의 외주면 중앙에 돌출된 만곡부가 형성되어 플랜지를 용이하게 펼칠 수 있는 스테인레스 빔 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 에이치빔 또는 티빔 등의 형강은 압연기에 의해 제작된다. 따라서 형강의 소재를 철강재이며 표면에는 부식 방지를 위한 도장이 가해지게 된다.
상기의 철강으로 된 에이치빔이 사용되기 힘든 산업시설이 있다. 예를 들어 약제공장 또는 반도체공장 등이 그러하다. 이러한 시설에서는 스테인레스로 된 구조재가 선호된다. 즉 구조재뿐만 아니라 중량물의 이송을 위해 설치되는 이송레일 등에도 스테인레스 재질의 에이치빔이 사용되고 있다.
결국 스테인레스로 된 형강재가 필요하기 마련인데, 이는 압연을 통해 제작할 수 없어, 단위 길이(예를 들면 1m 단위)로 만든 것을 연속적으로 연결하여 사용하거나 강판을 형강의 형태로 절곡하여 사용하는 방법이 이용되어 왔다.
위의 방법을 사용하는 경우 길이를 길게 하여야 하거나 고도의 하중을 견디도록 설계해야 하는 경우에는 비용이 크게 소요되어 산업설비를 구축하는데 부담이 많았다.
다음은 빔을 제조하는 장치에 관한 대표적인 종래기술이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0061740호는 빔 뒤틀림 교정방법 및 장치에 관한 것으로서, 구동롤러와, 구동롤러 후방에 설치되며 플랜지를 잡아주는 플랜지롤러와, 바닥에 설치되어 용접물의 변형을 교정하는 교정롤러를 포함하는 용접장치를 갖춘 빔 제작 장치에 있어서, 상기한 구동롤러 후방에 설치되며 플랜지를 잡아주는 플랜지롤러와, 상기한 플랜지롤러 후방에서 웨브를 잡아 주며 좌우 대칭으로 설치되는 한쌍의 지지롤러와, 상기한 플랜지롤러 후방에 설치하며 플랜지의 이송을 도와 주는 테이블롤러와, 상기한 지지롤러 후방에 설치되어 웨브를 지지하는 지지구와, 상기 지지구 후방에 설치하는 후방지지롤러를 포함하는 빔 뒤틀림 교정장치에 용접할 플랜지를 투입하여, 상기한 교정롤러를 사용하여 플랜지를 미리 절곡하여 절곡부가 형성되게 한 후, 플랜지를 웨브와 가접하여 절곡된 플랜지의 안쪽 면이 하방으로 놓이게 하여 상기한 교정장치에 재투입하고, 상기한 하방으로 놓인 플랜지 위에 웨브가 수직으로 놓이게 하여 웨브와 플랜지 사이를 용접 진행하는 것을 특징으로 하는 빔 뒤틀림 교정 방법을 제시하였다.
상기 구성의 종래기술은 후판을 역벤딩시킨 후 용접하여 응력에 의한 변형을 최소화할 수 있어 교정작업의 인력손실과 시간을 최대한 절약 가능한 효과를 실현할 수 있었다.
하지만, 용접으로 변형되는 부분을 교정하기 위해 가압장치로 빔을 가압하여 플랜지가 교정롤러에 의해 눌려지고, 롤러 형상의 지지구가 플래지를 눌러주는 구성을 할 때, 상기 교정롤러가 단순히 평평한 형태를 하기 때문에, 용접에 의하여 웨브와 플랜지의 연결부 방향으로 휘어지는 플랜지를 완전히 평평하게 펼칠 수 없는 문제가 발생하여, 이를 해결하기 위한 지속적인 연구개발이 요구되는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0061740호(2009.06.17.) 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0014732호(2001.06.05.) 대한민국 공개실용신안공보 제20-2010-0009583호(2010.03.29.)
본 발명은 스테인레스 빔 제조장치의 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 종래 스테인레스 빔 제조장치는 가압부에 구비된 가압롤러의 외주면이 단순히 평평한 상태로 구성되기 때문에, 용접에 의하여 웨브와 플랜지의 연결부 방향으로 휘어지는 플랜지를 완전히 평평하게 펼칠 수 없는 문제가 발생하였고;
그 결과 제조된 스테인레스 빔의 플랜지가 웨브 방향으로 오므려져 불량이 되거나, 스테인레스 빔 전체의 직선도를 확보할 수 없는 문제가 발생하여, 이에 대한 해결점을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,
복수의 프레임의 결합으로 형성된 하우징; 상기 하우징의 전방에 구비되고, 선형 부재를 인입받아 선형 부재의 연결부를 용접하는 용접부; 상기 용접부의 후방에 해당하는 하우징에 구비되고, 선형 부재의 하부를 가압하는 중앙 하부롤러와, 상기 중앙 하부롤러 상부의 양측에 이격 위치되어 선형 부재의 상부를 가압하는 사이드 상부롤러 및, 상기 중앙 하부롤러 및 사이드 상부롤러와 연결되는 구동부재를 포함하는 가압부;를 포함하여 구성되고, 상기 중앙 하부롤러의 외주면에는 중앙이 돌출된 만곡부가 형성되도록 구성되는 스테인레스 빔 제조장치를 제시한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 스테인레스 빔 제조장치는 가압부에 구비된 가압롤러 중 하나인 중앙 하부롤러의 외주면에 만곡부가 형성되어, 웨브와 용접된 플랜지를 휘는 방향(연결부 방향)의 반대방향으로 가압하여 플랜지를 평평하게 펼칠 수 있는 효과를 얻을 수 있고;
그 결과 제조된 스테인레스 빔의 플랜지가 오므라짐 없이 평평할 수 있도록 하고, 아울러 스테인레스 빔 전체의 직선도를 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테인레스 빔 제조장치를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테인레스 빔 제조장치의 선형 부재를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테인레스 빔 제조장치의 용접부를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테인레스 빔 제조장치의 측면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테인레스 빔 제조장치를 나타내는 평면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테인레스 빔 제조장치의 가압부를 나타내는 정면도.
도 7a, 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테인레스 빔 제조장치의 용접부를 나타내는 모식도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테인레스 빔 제조장치의 가압부를 나타내는 사시도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테인레스 빔 제조장치의 사이드 상부롤러를 나타내는 부분 단면도.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테인레스 빔 제조장치의 교정롤러를 나타내는 사시도.
도 11, 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테인레스 빔 제조장치의 교정롤러를 나타내는 측면도.
도 13은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의한 스테인레스 빔 제조장치의 교정롤러를 나타내는 사시도.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테인레스 빔 제조장치의 광센싱부재를 나타내는 측면도.
본 발명은 스테인레스 재질의 에이치빔 또는 티빔과 같은 빔을 제조하는 장치에 관한 것으로서, 복수의 프레임의 결합으로 형성된 하우징(100); 상기 하우징(100)의 전방에 구비되고, 에이치빔 또는 티빔의 형태로 가용접된 선형 부재(1)를 인입받아 선형 부재(1)의 연결부를 용접하는 용접부(20); 상기 용접부(20)의 후방에 해당하는 하우징(100)에 구비되고, 선형 부재(1)의 하부를 가압하는 중앙 하부롤러(31)와, 상기 중앙 하부롤러(31) 상부의 양측에 이격 위치되어 선형 부재(1)의 상부를 가압하는 사이드 상부롤러(37) 및, 상기 중앙 하부롤러(31) 및 사이드 상부롤러(37)와 연결되는 구동부재(33)를 포함하는 가압부(30);를 포함하여 구성되고, 상기 중앙 하부롤러(31)의 외주면에는 중앙이 돌출된 만곡부(34)가 형성되도록 구성되는 스테인레스 빔 제조장치에 관한 것이다.
이하 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 14를 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명에 의하여 제조되는 스테인레스 빔은 도 2와 같이 수직방향의 단면이 H형 또는 T형의 형태를 가지고, 길이방향으로 일정의 길이를 형성한다. 또한 상기 H형 빔에 있어서는 서로 대칭되는 부재는 '플랜지'라 칭하고, 한 쌍의 플랜지(5, 7)의 중간 부분을 가로지르며 한 쌍의 플랜지(5, 7)를 상호 연결시키는 부재는 '웨브(9)'라 칭한다. 더불어 상기 T형 빔에 있어서도 가로로 폭을 가지는 부재를 '플랜지'라 칭하고, 상기 플랜지의 중간 부분에 수직하게 연결되는 부재를 '웨브(9)'라 칭한다.
아울러 본 발명에 의한 스테인레스 제조장치에 의하여 제조되는 빔은 스테인레스와 같은 재질의 것을 바람직한 실시예로 하지만, 당업자의 판단에 따라 일반적인 강철 재질의 빔을 제조할 경우에도 적용가능하다.
또한 본 발명에 의한 스테인레스 빔 제조장치에 의하여 제조되는 빔을 구성하는 플랜지와 웨브(9)는 서로 분리된 상태로 하기의 용접부(20)에 인입되어 용접처리될 수도 있고, 보다 정밀하고 정확한 구조를 가지는 빔 제조를 위하여 에이치빔 또는 티빔의 형태로 가용접된 선형 부재(1)를 용접부(20)에 인입시켜 용접할 수도 있다.
이때, 상기 '가용접'이라 함은 플랜지(5, 7)와 웨브(9)의 연결부를 일정 간격으로 임시 용접하여, 플랜지(5, 7)와 웨브(9)를 H형태 또는 T형태로 구조만을 형성시켜 놓는 용접을 말한다.
아울러 상기 '선형 부재(1)'라 함은 플랜지(5, 7)와 웨브(9)를 가용접 처리를 하지 않은 경우에는 각각의 플랜지(5, 7) 및 웨브(9)가 선형 부재(1)에 해당하고, 플랜지(5, 7)와 웨브(9)를 가용접 처리한 경우에는 가용접된 플랜지(5, 7)와 웨브(9)의 결합에 의하여 임시로 빔의 형태로 만들어진 부재가 선형 부재(1)에 해당한다. 또한 가압부(30)에서 가압처리된 선형 부재(1')는 '빔'과 동일한 의미이다.
구체적으로, 상기 하우징(100)은 복수의 프레임의 결합으로 형성된 구성으로서, 본 발명에 의한 스테인레스 빔 제조장치의 용접부(20) 및 가압부(30)를 지지하는 구성이다. 즉, 하우징(100)은 용접부(20)에 포함되는 구성, 가압부(30)에 포함되는 구성, 선형 부재(1)를 이송시키는 구성 등과 같은 복수의 구성이 장착될 수 있으면 당업자의 판단에 따라 다양한 형태로 구성될 수도 있다.
아울러 상기 용접부(20)는 상기 하우징(100)의 전방에 구비되고, 에이치빔 또는 티빔의 형태로 가용접된 선형 부재(1)를 인입받아 선형 부재(1)의 연결부를 용접하는 구성으로서, 상기 플랜지(5, 7)와 웨브(9)의 연결부위를 용접하는 구성이다.
즉, 상기 용접부(20)는 용접토치(21)와 용접토치(21)를 원하는 위치에 고정 설치하기 위한 용접토치 스탠드(22)를 포함한다. 이때 상기 용접토치 스탠드(22)의 일단은 하우징(100)에 고정체결되고, 용접토치 스탠드(22)에 고정된 상기 용접토치(21)는 웨브(9)의 하단과 플랜지(7)의 상단의 결합부분인 연결부를 용접할 수 있도록 용접토치(21) 선단이 하향하여 굽은 형태로 설치된다.
또한 용접은 티그용접과 같은 일반적인 방법이 이용가능하고, 스테인레스 재질에 적합한 임의의 다른 방식이 이용가능함은 물론이다. 아울러 용접은 플랜지(5, 7)와 웨브(9)의 연결부 전구간에 걸쳐 이루어진다.
더불어 선형 부재(1)가 H형을 하는 경우에는 용접부(20)에서 하부 플랜지(7)와 웨브(9)의 하단이 먼저 용접되고 가압부(30)에서 가압처리되어 본 발명에 의한 빔 제조장치에서 인출된 이후, 본 발명에 의한 빔 제조장치의 용접부(20)에 재인입되어 상부 플랜지(5)와 웨브(9)의 상단이 용접되고 가압부(30)에서 가압처리되도록 한다.
아울러 상기 용접부(20)의 전방에는 선형 부재(1)를 이송평면에 안착시켜 용접부(20)에 직렬 인입시키는 부재 인입부(10)가 더 포함되는 구성을 할 수 있다.
상기 부재 인입부(10)는 하우징(100)의 전방에 하우징(100) 일부의 프레임으로서 구성될 수도 있고, 도 1과 같이 하우징(100)과는 분리된 상태로 복수 개의 프레임으로 제작될 수 있다. 즉, 부재 인입부(10)는 평행하게 설치된 복수의 공급롤러(11) 및 공급롤러(11)를 설치하기 위한 공급프레임(12)을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 부재 인입부(10)에는 선형 부재(1)를 용접부(20)에 공급시키기 위한 공급롤러(11)를 구동시키는 구동모터와 같은 구동장치가 구비되어 선형 부재(1)를 일정한 속도로 용접부(20)에 이송시킬 수도 있다. 물론 상기 구동모터는 미구비되고 인력 또는 이송되는 선형 부재(1)에 연결된 와이어에 의한 견인력으로 선형 부재(1)가 부재 인입부(10)에서 이송될 수도 있다.
상기와 연관하여, 상기 공급롤러(11)에는 한 쌍의 가이드롤러(13)가 폭 조절이 가능하도록 설치될 수 있고, 상기 한 쌍의 가이드롤러(13) 사이의 간격은 선형 부재(1)의 폭에 따라 다양하게 조절할 수 있다. 즉, 선형 부재(1)는 상기 가이드롤러(13) 사이를 통과함으로써 용접부(20)에 직진하며 인입될 수 있다.
또한 상기 가압부(30)는 상기 용접부(20)의 후방에 해당하는 하우징(100)에 구비되고, 선형 부재(1)의 하부를 가압하는 중앙 하부롤러(31)와, 상기 중앙 하부롤러(31) 상부의 양측에 이격 위치되어 선형 부재(1)의 상부를 가압하는 사이드 상부롤러(37) 및, 상기 중앙 하부롤러(31) 및 사이드 상부롤러(37)와 연결되는 구동부재(33)를 포함하는 구성으로서, 용접부(20)에 의하여 용접된 선형 부재(1)의 직선도를 확보시키기 위한 구성이다.
즉, 상기 선형 부재(1)의 직선도라 함은 선형 부재(1)를 구성하는 플랜지(5, 7)의 평평도를 확보시켜 선형 부재(1)의 전체적인 직선도를 확보할 수 있음을 의미한다.
구체적으로, 도 5와 같이 용접부(20)에서 플랜지(5, 7)와 웨브(9)의 연결부를 용접하면, 용접시에 가해진 열에 의하여 플랜지(5, 7)의 중앙부분(웨브(9)와의 연결부)을 중심으로 양쪽이 상향하며 휘어지는 현상이 발생한다. 이에 가압부(30)는 중앙 하부롤러(31)와 사이드 상부롤러(37) 사이로 용접된 선형 부재(1)를 가압하며 통과시켜 휘어진 플랜지(5, 7)를 평평하게 펼치는 구성이다.
또한 가압부(30)는 중앙 하부롤러(31), 사이드 상부롤러(37) 및 구동부재(33)를 포함하여 구성되는데, 상기 구성의 가압부(30)는 일정의 길이를 가지는 선형 부재(1)가 다수 번 가압부(30)에 의하여 처리될 수 있도록 도 3과 같이 복수 개가 서로 이격된 상태로 수평방향으로 한 줄을 형성하며 하우징(100)에 구비될 수 있다.
즉, 상기와 같이 가압부(30)가 복수 개로 구성되는 경우에는 선형 부재(1)가 서로 이격된 복수 개의 가압부(30)를 통과하면서 복수 번 가압처리되어 선형 부재(1)의 직선도를 보다 확실하게 확보시킬 수 있는 효과를 실현할 수 있다. 더불어 도 3과 같이 하우징(100)에 가압부(30)가 4개로 구성되는 경우에는 가압부(30)에 포함된 구동부재(33)는 각각의 가압부(30)에 별도로 구비될 수도 있고, 단일의 구동부재(33)로서 4개의 가압부(30)에 포함된 중앙 하부롤러(31) 및 사이드 상부롤러(37)를 모두 구동시킬 수도 있다.
구체적으로, 상기 중앙 하부롤러(31)는 상기 용접부(20)의 후방에 해당하는 하우징(100)에 구비되고, 선형 부재(1)의 하부를 가압하는 구성으로서, 하우징(100)에 회전 가능하게 설치된다. 이때, 중앙 하부롤러(31)는 하우징(100)의 일측에 고정설치된 구동부재(33)인 구동모터에 의하여 구동력을 전달받는다.
또한 상기 구동모터에는 감속기가 연결되고 감속기에 중앙 하부롤러(31)가 연결되어 중앙 하부롤러(31)의 적절한 회전속도와 구동력을 확보할 수도 있다. 이하, 구동장치가 중앙 하부롤러(31)에 구동력을 제공함은 중앙 하부롤러(31)가 구동모터에 직접 연결될 수도 있고 구동모터와 연결된 감속기와 연결될 수도 있음을 모두 포함하는 의미이다.
아울러 상기 중앙 하부롤러(31)는 도 6과 같이 외주면의 중앙이 돌출된 만곡부(34)가 형성되는데, 이때, 만곡부(34)는 중앙부분이 돌출되고 중앙부분을 중심하여 양쪽 부분은 중앙부분보다 낮도록 구성된다.
즉, 상기 중앙 하부롤러(31) 만곡부(34)의 돌출부분은 중앙 하부롤러(31)가 회전할 때, 선형 부재(1)의 플랜지(이하, '플랜지(7)'라 칭함.)의 하부 중앙을 상방으로 가압하고, 돌출부분의 양쪽에 형성된 낮은 부분은 가압력이 해제되어, 플랜지(7)에 대한 중앙 하부롤러(31)의 가압력은 만곡부(34)의 돌출부분에 의하여 가해진다. 이때, 만곡부(34)의 낮은 부분은 사이드 상부롤러(37)에 의하여 플랜지(7)의 폭 방향 양단이 지나치게 가압되어 하부로 접히는 것을 방지하는 구성이다. 이에 관한 구체적인 설명은 하기에서 다시 하겠다.
또한 상기 구성의 중앙 하부롤러(31)는 중앙 하부롤러(31)의 외주면 중앙에 형성되어 선형 부재(1)의 수평방향 중앙부분을 가압하는 밀착가압부(34a)와; 상기 밀착가압부(34a)의 양측 각각에서 상호 대칭되며 선형 부재(1)의 폭 방향으로 연장 형성되고, 상기 밀착가압부(34a)보다 더 작은 외경을 가지는 지지부(34b);를 포함하여 만곡부(34)를 형성하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 밀착가압부(34a)는 돌출부분에 해당하고, 상기 지지부(34b)는 낮은 부분에 해당한다.
아울러 상기 사이드 상부롤러(37)는 상기 중앙 하부롤러(31) 상부의 양측에 이격 위치되어 선형 부재(1)의 상부를 가압하는 구성으로서, 중앙 하부롤러(31)의 상부 양측에 중앙 하부롤러(31)와 회전축이 평행한 상태로 회전가능하도록 하우징(100)에 고정 체결된다.
즉, 가압부(30)를 통과하는 선형 부재(1)의 플랜지(7)는 중앙 하부롤러(31)와 사이드 상부롤러(37) 사이를 가압되며 통과하고, 중앙 하부롤러(31)는 플랜지(7)의 하부 중앙(연결부의 하부에 해당함.)을 상방으로 가압하며, 사이드 상부롤러(37)는 플랜지(7)의 상부 양쪽을 하방으로 가압한다. 이때, 플랜지(7)와 용접된 웨브(9)는 한 쌍의 사이드 상부롤러(37) 사이를 길이방향으로 통과한다.
종래 빔 제조장치의 가압롤러의 상부롤러와 하부롤러는 단순히 서로 평행한 외주면을 가지도록 구성되고, 각각의 롤러는 용접된 빔의 플랜지 하부와 상부를 가압하는 형태로 구성되었다. 또한 플랜지가 가압롤러의 상부롤러와 하부롤러 사이를 통과할 때에는 용접열로 인하여 웨브 방향으로 오므라진 플랜지가 평평하게 펼쳐질 수 있었으나, 상부롤러와 하부롤러의 외주면 전체가 서로 평행한 상태를 가지기 때문에 오므라진 플랜지는 평평한 상태만으로 펼쳐질 수밖에 없었다.
하지만 종래 가압롤러에 의하여 평평한 상태로만 펼쳐진 플랜지는 상부롤러와 하부롤러를 통과할 때에만 가압력을 받고 오므라진 플랜지 조직 전체가 완전히 펼쳐지지 못하기 때문에, 상부롤러와 하부롤러를 통과한 이후에는 다시 웨브 방향으로 소정 각도 오므라지게 되어, 플랜지가 완전히 평평하게 펼쳐지지 못하고 빔 전체이 직선도를 확보할 수 없는 문제가 발생하였다.
이에 대하여, 본 발명에 의한 스테인레스 빔 제조장치의 중앙 하부롤러(31)는 플랜지(7)의 연결부 하부에 위치되는 돌출부분은 플랜지(7)의 하부를 지지하여 가압하고, 돌출부분(밀착가압부(34a))의 양쪽의 낮은 부분(지지부(34b))는 돌출부분보다 낮은 위치에 외주면을 형성하여 사이드 상부롤러(37)에 의하여 플랜지(7)의 상부에서 가해지는 가압력에 의하여 플랜지(7)의 폭 방향 양쪽 부분이 중앙 부분보다 하방으로 꺾일 수 있도록 한다.
또한 상기와 같이 플랜지(7)의 폭 방향 양쪽 부분이 중앙 부분보다 하방으로 꺾이면, 중앙 하부롤러(31)와 사이드 상부롤러(37)를 통과한 플랜지(7)의 양쪽 부분은 중앙 부분을 중심으로 오므라지려는 복원력에 의하여 약간 상부로 오므라지고, 그 결과 플랜지(7)가 평평한 상태로 만들어질 수 있도록 한다.
즉, 상기 구성을 가압부(30)는 웨브(9) 방향으로 오므라진 플랜지(7)를 평평하게 만들 때, 용접열에 의하여 다시 오므라지려는 복원성도 고려하여 플랜지(7)의 폭 방향 양쪽 부분을 평평한 상태보다 더 하방으로 꺾일 수 있도록 하여, 최종적으로 제조된 빔의 플랜지(7)를 평평하게 만들 수 있는 효과를 발휘한다.
아울러 상기 중앙 하부롤러(31)와 사이드 상부롤러(37)는 구동부재(33)에 의하여 독립적으로 구동력을 제공받을 수 있으나, 균일한 회전속도 및 균등한 구동력을 확보할 수 있도록 단일의 구동부재(33)와 연결되어 구동될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 중앙 하부롤러(31)의 회전축에는 구동부재(33)의 회전축과 연결된 제1기어(35)가 구비되고, 상기 사이드 상부롤러(37)의 회전축에는 상기 제1기어(35)와 치합되는 제2기어(38)가 구비되어 단일의 구동부재(33)로부터 전달받은 구동력으로 중앙 하부롤러(31)와 사이드 상부롤러(37)가 함께 회전할 수 있도록 구성될 수 있다.
이때, 사이드 상부롤러(37)는 중앙 하부롤러(31)를 중심으로 한 쌍으로 서로 대칭되도록 구성되기 때문에, 중앙 하부롤러(31)의 회전축에는 중앙 하부롤러(31)의 양쪽 각각에 제1기어(35)가 구비되고, 한 쌍의 사이드 롤러에 각각 구비된 제2기어(38)는 상기 중앙 하부롤러(31)의 회전축에 구비된 한 쌍의 제1기어(35)와 각각 치합되어 회전할 수 있다.
더불어 중앙 하부롤러(31)와 사이드 상부롤러(37) 간의 이격 간격은 플랜지(7)의 두께와 대응하는 간격을 가지는 것이 바람직하고, 상기 이격 간격을 조절하여 두께가 상이한 플랜지(7)에 대한 다양한 적용을 실현할 수 있도록 중앙 하부롤러(31) 또는 사이드 상부롤러(37)는 하우징(100)에 대하여 수직방향으로 높이 조절가능하게 체결될 수 있다. 이하, 사이드 상부롤러(37)가 하우징(100)에 수직방향으로 높이 조절가능하도록 체결될 수 있음을 바람직한 실시예하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
구체적으로, 상기 사이드 상부롤러(37)의 회전축은 하우징(100)을 구성하는 프레임 중, 하우징(100)의 측부를 형성하는 프레임에 수직방향으로 길이를 형성하는 레일에 장착되어 수직이동하는 승강플레이트(39)에 베어링(40)을 매개로 회전가능하도록 고정될 수 있다. 이때 상기 레일은 프레임에 별도로 구비될 수도 있지만 프레임 자체가 레일 형태로 구성될 수도 있다.
또한 상기 승강플레이트(39) 상부에는 나사봉(41)이 회전 가능하도록 결합되고, 나사봉(41)은 레일의 상부에 위치된 프레임의 상부 일정부분인 프레임 상판을 관통하여 상부로 연장될 수 있다. 상기 프레임 상판에는 나사봉(41)이 대응되는 고정너트(42)가 고정설치될 수 있다.
즉, 상기 나사봉(41)의 상부 일정부분은 고정너트(42)와 대응체결되고, 나사봉(41)을 회전시키면 승강플레이트(39) 및 사이드 상부롤러(37)는 수직방향으로 상승 또는 하강이동할 수 있으며, 그 결과 중앙 하부롤러(31)와 사이드 상부롤러(37) 사이의 이격 간격이 조절될 수 있다.
아울러 한 쌍의 사이드 상부롤러(37) 사이에 형성된 간격 역시 다양한 두께의 선형 부재(1)의 높이에 대응할 수 있도록 간격 조절가능하도록 구성될 수 있다.
또한 가압부(30)가 복수 개로 구성되는 경우, 가압부(30)와 가압부(30)의 사이에는 용접열을 식히기 위한 냉각부(50)가 더 구비되는 구성을 할 수 있다. 즉, 상기 냉각부(50)는 도 7과 같이 용접부(20)위(연결부)를 향하여 냉각수를 분사할 수 있도록 용접부(20)위를 향하여 설치되는 복수 개의 분사노즐(51)과 분사노즐(51)에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부를 포함한다.
이때, 상기 분사노즐(51)은 연결부의 상부 및 하부에서 냉각수를 분사할 수 있도록 다수 방향에 복수 개가 구성될 수 있고, 분사노즐(51)은 선형 부재(1)의 이송방향을 향해 경사지게 설치되어 용접부(20)위에서 냉각수가 비산되는 것을 방지할 수 있다.
아울러 가압부(30)가 복수 개로 구성되는 경우, 가압부(30)와 가압부(30)의 사이에는 용접시에 연결부 주변에 붙은 스패터(용접똥)를 제거하기 위하여, 연결부 및 연결부 주변을 긁을 수 있는 스크레퍼(미도시)가 더 구비되는 되는 구성을 할 수 있다. 이때, 상기 스크레퍼는 금속재질의 브러쉬가 포함되고, 상기 브러쉬는 고정된 상태 또는 회전가능하도록 구성되어 연결부 및 연결부 주면을 지속적으로 긁어 선형 부재(1)의 연결부 및 연결부 주변에 붙은 스패터를 제거할 수 있다.
이때, 상기 스크레퍼는 복수의 냉각부(50)의 사이에 구비될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 구성의 가압부(30) 후방에 해당하는 하우징(100)의 일정부분에 가압부(30)에서 인출되는 선형 부재(1', '빔'에 해당함.)의 상부 또는 하부를 지지하는 제1 교정롤러(71)와; 상기 제1 교정롤러(71) 후방의 하부 또는 상부에 해당하는 하우징(100)에 높이 조절가능하도록 설치되고, 가압부(30)에서 인출되는 선형부재의 하부 또는 상부를 가압하는 제2 교정롤러(72);가 더 포함되는 구성을 할 수 있다.
즉, 상기 제1 교정롤러(71)와 제2 교정롤러(72)는 가압부(30)에서 인출된 선형 부재(1')의 직선도를 더욱 정확하게 확보할 수 있도록 하는 구성이다.
구체적으로, 상기 가압부(30)는 플랜지(7)와 웨브(9)가 상호 용접된 선형 부재(1)의 플랜지의 폭 방향 휨을 평평하게 조절하여 플랜지(7)의 평평도를 확보시키고, 그로서 제조된 빔의 플랜지(7)의 직선도 및 빔 전체의 직선도를 확보시키는 구성이다.
이에 대하여, 상기 제1 교정롤러(71)와 제2 교정롤러(72)는 플랜지의 평평도만을 조절하지 않고 가압부(30)에서 인출된 선형 부재(1') 전체를 상부 또는 하부 방향으로 가압하여, 선형 부재(1') 전체의 직선도를 일괄적으로 확보시키는 구성이다.
또한 상기 제1 교정롤러(71)는 도 10과 같이 양단이 하우징(100)에 각각 회전가능하도록 체결되고, 가압부(30)에서 인출되는 선형 부재(1')의 인출방향과 수직한 방향으로 회전할 수 있도록 구성된다.
아울러 제1 교정롤러(71)는 단수 개로 구성되어 가압부(30)에서 인출되는 선형 부재(1')의 상부 또는 하부를 지지할 수 있도록 구성될 수 있고, 한 쌍으로 구성되어 가압부(30)에서 인출된 선형 부재(1')를 상부 제1 교정롤러(71a)와 상부 제1 교정롤러(71b) 사이를 통과시키고, 제2 교정롤러(72)의 가압방향에 따라 가압부(30)에서 인출된 선형 부재(1')의 상부 또는 하부를 지지할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한 도 12와 같이 한 쌍의 제1 교정롤러(71)가 수직 방향으로 구성되는 경우, 제1 교정롤러(71) 사이의 간격은 선형 부재(1')의 높이에 따라 다양하게 조절할 수 있다.
즉, 상기 제2 교정롤러(72)는 도 10과 같이 높이 조절가능하도록 제1 교정롤러(71)의 후방에 해당하는 하우징(100)의 일정부분에 양단이 회전가능하도록 체결된다. 이때, 제2 교정롤러는 상기 제1 교정롤러(71)를 통과한 선형 부재(1') 일부분의 상부 또는 하부를 가압하여 선형 부재(1')가 수직방향으로 휘어진 상태로 가압부(30)에서 인출될 경우 선형 부재(1)의 직선도를 맞춘다.
더불어 제2 교정롤러(72)가 상부 제2 교정롤러(72a)와 하부 제2 교정롤러(72b)로 구분되어 복수 개로 구성되는 경우에는 상부 제2 교정롤러(72a)와 하부 제2 교정롤러(72b)는 하우징(100)에 높이 차이를 가지며 이격 설치되고, 이격되어 형성된 공간으로 선형 부재(1')를 통과시키도록 구성된다. 또한 상부 제2 교정롤러(72a)와 하부 제2 교정롤러(72b) 사이의 간격은 선형 부재(1')의 높이에 따라 다양하게 조절할 수 있다.
또한 가압부(30)에서 인출된 선형 부재(1')가 상부로 휘어진 경우에는 선형 부재(1')의 하부는 상부 제1 교정롤러(71b)의 상부에 지지된 상태로 선형 부재(1')의 상부가 상부 제2 교정롤러(72a)의 하부에 의한 가압력으로 하방으로 가압되어 직선도가 조정된다. 상기와 반대로 가압부(30)에서 인출된 선형 부재(1')가 하부로 휘어진 경우에는 선형 부재(1')의 상부는 상부 제1 교정롤러(71a)의 하부에 지지된 상태로 선형 부재(1')의 하부가 하부 제2 교정롤러(72b)의 상부에 의한 가압력으로 상방으로 가압되어 직선도가 조정된다.
이때, 제2 교정롤러(72)는 하우징(100)에 높이 조절가능하게 설치되기 때문에 선형 부재(1')의 휨 정도에 따라 높낮이를 조절하며 선형 부재(1')의 직선도를 조정할 수 있다.
아울러 제2 교정롤러(72)의 양단은 도 13과 같이 하우징(100)에 설치된 수직가이드 또는 경사가이드(77)와 베어링(40) 또는 레일을 매개로 회전가능하도록 설치되어, 수직가이드 또는 경사가이드(77)의 이동에 따라 수직 방향 또는 경사진 방향으로 높낮이 조절될 수 있다. 이때, 제2 교정롤러(72)가 수직 방향으로 서로 이격공간을 형성하며 한 쌍으로 구성되는 경우에는 수직가이드 또는 경사가이드(77)에 상부 제2 교정롤러(72a)와 하부 제2 교정롤러(72b)가 모두 구비되어 수직가이드 또는 경사가이드(77)의 이동에 따라 상부 제2 교정롤러(72a)와 하부 제2 교정롤러(72b)가 동시에 수직 방향 또는 경사진 방향으로 이동할 수 있도록 구성될 수 있다.
더불어 상기 수직가이드와 경사가이드(77)는 동일한 구성을 하되, 가이드의 경사도가 수직한 경우에는 수직가이드가 되고, 가이드의 경사도가 수직하지 않은 경우에는 경사가이드(77)가 된다.
아울러 상기 경사가이드(77)는 도 11, 12과 같이 선형 부재(1')의 인출방향인 하우징(100)의 후방에 경사지게 설치된다. 즉, 제2 교정롤러(72)는 상기 경사가이드(77)를 따라 이동 가능하게 설치된다. 제2 교정롤러(72)의 양단은 베어링(40) 또는 레일을 매개로 경사이동블록(78)에 설치되며, 경사이동블록(78)은 경사가이드(77)를 따라 이동 가능하게 설치된다.
또한 경사가이드(77)의 하단에는 조정볼트(79)가 설치되어 고정블록(76)에 나사결합으로 고정 설치된다. 조정볼트(79)가 경사가이드(77)의 하단에 설치된 고정블록(76)에 지지되어 있다. 이로써 조정볼트(79)를 회전시킴으로써 경사이동블록(78) 및 이에 설치된 제2 교정롤러(72)를 제1 교정롤러(71)를 향해 승강시키거나 하강시킬 수 있게 된다. 즉, 경사가이드(77)가 소정의 각도로 경사지게 하우징(100)에 설치됨으로써 조정볼트(79)로 경사이동블록(78)을 상하로 조정하기 더욱 수월해진다. 상기 각도는 10~45°가 될 수 있으나, 이는 당업자의 판단에 따라 다양한 각도로 조절가능하다.
또한 제2 교정롤러(72)는 하우징(100)에 일측이 고정체결되고, 타측은 제2 교정롤러(72)가 체결되는 가압실린더(80)에 체결되어 가압실린더(80)에 의한 수직 또는 경사방향으로의 이동력으로 제2 교정롤러(72)가 높낮이 조절가능하도록 하우징(100)에 설치될 수 있다.
이때, 상기 가압실린더(80)의 로드 또는 실린더 본체는 유압 또는 공압에 의하여 작동될 수 있고, 가압실린더(80)의 작동에 의하여 제2 교정롤러(72)는 높낮이 조절되어 선형 부재(1')의 상부 또는 하부를 가압할 수 있다.
아울러 하우징(100)에는 도 14와 같이 가압부(30)에서 인출되는 선형 부재(1')를 조준하여 광원을 발신ㆍ수신하는 광센싱부재(90)가 더 구비되어, 선형 부재(1')의 굽힘 정도를 측정하도록 구성되고, 상기 광센싱부재(90)에서 획득된 선형 부재(1')의 굽힘 정도에 따라 가압실린더(80) 실린더 로드의 인ㆍ입출 길이가 조절되도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 광센싱부재(90)는 광원을 발신하는 발신부(91)와 선형 부재(1')를 인식하고 되돌아온 광원을 수신하는 수신부(92)를 포함하여 구성되고, 상기 발신부(91)는 선형 부재(1')가 가압부(30)에서 인출되는 동안 인출된 선형 부재(1')에 지속적으로 레이저와 같은 광원을 발신하며, 상기 수신부(92)는 선형 부재(1')를 맞고 되돌아온 광원을 수신하여 선형 부재(1')의 굽힘 여부를 측정하게 된다.
이때, 광센싱부재(90)는 수신된 선형 부재(1')의 굽힘 정보에 따라 상기 실린더의 로드를 인입 또는 인출시켜 길이 조절시킴으로써, 실린더에 체결된 제2 교정롤러(72)의 높낮이를 자동적으로 조절할 수 있는 효과를 실현할 수 있다.
구체적으로, 상기 광센싱부재(90)의 발신부(91)의 외부에는 복수의 수신부(92)가 구비되고, 발신부(91)에서 발신된 후 선형 부재(1')를 맞고 되돌아온 광원이 복수의 수신부(92) 중 발신부(91)의 하부에 위치된 수신부(92)에 수신되면, 선형 부재(1')가 하방으로 휘어진 것으로 판단하여 가압실린더(80)를 제2 교정롤러(72)가 상승되는 방향으로 작동시키며, 발신부(91)에서 발신된 후 선형 부재(1')를 맞고 되돌아온 광원이 복수의 수신부(92) 중 발신부(91)의 상부에 위치된 수신부(92)에 수신되면, 선형 부재(1')가 하방으로 휘어진 것으로 판단하여 가압실린더(80)를 제2 교정롤러(72)가 하강되는 방향으로 작동시킨다.
더불어 상기 가압부(30)의 후방에는 선형 부재(1')를 이송평면에 안착시켜 가압부(30)에 직렬 인출시키는 부재 인출부(60)가 더 포함되는 구성을 할 수 있다.
상기 부재 인출부(60)는 하우징(100)의 후방에 하우징(100) 일부의 프레임으로서 구성될 수도 있고, 하우징(100)과는 분리된 상태로 복수 개의 프레임으로 제작될 수 있다. 즉, 부재 인출부(60)는 평행하게 설치된 복수의 인출롤러(61) 및 인출롤러(61)를 설치하기 위한 인출프레임(62)을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 부재 인출부(60)에는 선형 부재(1')를 가압부(30)에서 인출시키기 위한 인출롤러(61)를 구동시키는 구동모터와 같은 구동장치가 구비되어 선형 부재(1')를 일정한 속도로 가압부(30)에서 인출시킬 수도 있다. 물론 상기 구동모터는 미구비되고 인력 또는 이송되는 선형 부재(1')에 연결된 와이어에 의한 견인력으로 선형 부재(1')가 부재 인출부(60)에서 이송될 수도 있다.
상기와 연관하여, 상기 인출롤러(61)에는 한 쌍의 가이드롤러(13')가 폭 조절이 가능하도록 설치될 수 있고, 상기 한 쌍의 가이드롤러(13') 사이의 간격은 선형 부재(1')의 폭에 따라 다양하게 조절할 수 있다. 즉, 선형 부재(1')는 상기 가이드롤러(13') 사이를 통과함으로써 가압부(30)에서 직진하며 인출될 수 있다.
아울러 본 발명에 제1 교정롤러(71)와 제2 교정롤러(72)가 구비된 경우에는 상기 부재 인출부(60)는 제1 교정롤로와 제2 교정롤러(72)가 구비된 이후에 구성되어야 함은 자명할 것이다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
1(1') : 선형 부재(빔) 5 : 상부 플랜지
7 : 하부 플랜지 9 : 웨브
10 : 부재 인입부 11 : 공급롤러
12 : 공급프레임 13, 13' : 가이드롤러
20 : 용접부 21 : 토치
22 : 용접토치 스탠드 30 : 가압부
31 : 중앙 하부롤러 33 : 구동부재
34 : 만곡부 34a : 밀착가압부
34b : 지지부 35 : 제1기어
37 : 사이드 상부롤러 38 : 제2기어
39 : 승강플레이트 40 : 베어링
41 : 나사봉 42 : 고정너트
50 : 냉각부 51 : 분사노즐
60 : 부재 인출부 61 : 인출롤러
62 : 인출프레임 71 : 제1 교정롤러
71a : 상부 제1 교정롤러 71b : 하부 제1 교정롤러
72 : 제2 교정롤러 72a : 상부 제2 교정롤러
72b : 하부 제2 교정롤러 77 : 경사가이드
76 : 고정블록 78 : 경사이동블록
79 : 조정볼트 80 : 가압실린더
90 : 광센싱부재 91 : 발신부
92 : 수신부 100 : 하우징

Claims (7)

  1. 복수의 프레임의 결합으로 형성된 하우징(100); 상기 하우징(100)의 전방에 구비되고, 선형 부재(1)를 인입받아 선형 부재(1)의 연결부를 용접하는 용접부(20); 상기 용접부(20)의 후방에 해당하는 하우징(100)에 구비되고, 선형 부재(1)의 하부를 가압하는 중앙 하부롤러(31)와, 상기 중앙 하부롤러(31) 상부의 양측에 이격 위치되어 선형 부재(1)의 상부를 가압하는 사이드 상부롤러(37) 및, 상기 중앙 하부롤러(31) 및 사이드 상부롤러(37)와 연결되는 구동부재(33)를 포함하는 가압부(30);를 포함하여 구성되고,
    상기 중앙 하부롤러(31)의 외주면에는 중앙이 돌출된 만곡부(34)가 형성되도록 구성되며,
    상기 가압부(30)의 후방에 해당하는 하우징(100)에는,
    가압부(30)에서 인출되는 선형 부재(1')의 상부 또는 하부를 지지하는 제1 교정롤러(71)와;
    상기 제1 교정롤러(71) 후방의 하부 또는 상부에 해당하는 하우징(100)에 높이 조절가능하도록 설치되고, 가압부(30)에서 인출되는 선형부재의 하부 또는 상부를 가압하는 제2 교정롤러(72);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스테인레스 빔 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압부(30)는,
    복수 개가 서로 이격된 상태로 수평방향으로 한 줄을 형성하며 하우징(100)에 구비되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스테인레스 빔 제조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 하부롤러(31)는,
    중앙 하부롤러(31)의 외주면 중앙에 형성되어 선형 부재(1)의 수평방향 중앙부분을 가압하는 밀착가압부(34a)와;
    상기 밀착가압부(34a)의 양측 각각에서 상호 대칭되며 선형 부재(1)의 폭 방향으로 연장 형성되고, 상기 밀착가압부(34a)보다 더 작은 외경을 가지는 지지부(34b);를 포함하여 만곡부(34)를 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스테인레스 빔 제조장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 교정롤러(72)는,
    하우징(100)에 일측이 고정체결되고, 타측은 제2 교정롤러(72)가 체결되는 가압실린더(80)에 체결되는 것을 특징으로 하는 스테인레스 빔 제조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하우징(100)에는,
    가압부(30)에서 인출되는 선형 부재(1')를 조준하여 광원을 발신ㆍ수신하는 광센싱부재(90)가 더 구비되어, 선형 부재(1')의 굽힘 정도를 측정하도록 구성되고,
    상기 광센싱부재(90)에서 획득된 선형 부재(1')의 굽힘 정도에 따라 가압실린더(80) 실린더 로드의 인ㆍ입출 길이가 조절되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스테인레스 빔 제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 교정롤러(72)는,
    서로 이격된 상부 제2 교정롤러(72a)와 하부 제2 교정롤러(72b)를 포함하여 구성되고, 이격되어 형성된 공간에 선형 부재(1')를 위치시키며, 하우징(100)에서 높이 조절되며 선형 부재(1')의 상부 또는 하부를 가압할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스테인레스 빔 제조장치.
KR1020150145449A 2015-10-19 2015-10-19 스테인레스 빔 제조장치 KR101712807B1 (ko)

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